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花巨资只买到一堆废铁?中国隐忍28年反杀,手握全球唯一工业王牌

把黑乎乎的煤块变成能加进油箱的柴油,听着像变戏法。二十多年前,中国想走条近道:项目批了,先期工程150亿元的盘子定了,核心工艺用的是美国公司的方案。

可到了2002年,这套美国工艺包被拆开反复试,查出了重大技术风险。那年年底,神华拍板:美国方案,不要了。

花巨资只买到一堆废铁?洋方案确实扔了。可6年后的12月30日下午2点46分,鄂尔多斯的装置一次投煤成功。隐忍28年,中国攥住了全球唯一的百万吨级煤直接液化关键技术。这一仗是怎么翻过来的?

洋方案被砍那年,中国人已经熬了22年

先说这门手艺有多难。

煤直接液化的老祖宗在德国,一百多年前就发明了,二战时德国的煤液化产能一度冲到每年423万吨。仗一打完,中东便宜石油一冲,那些厂全关了。

上世纪70年代石油危机一来,美国、德国、日本又各自捣鼓出新一代工艺。美国叫HTI,德国叫IGOR+,日本叫NEDOL。

热闹了几十年,结局一样:没有一家做成工业化。

日本最典型。1987年本想建一套日处理250吨的试验厂,钱不够,搁置了。退一步改成150吨,又从开工到完工花了四五年。

人家停在半山腰的时候,中国其实早就上路了。

1980年,煤炭科学研究总院北京煤化学研究所重新捡起煤直接液化研究。实验室一点点建,适合液化的煤样一种种筛。到2002年,这条路已经默默走了22年。

那为什么项目一上马,用的还是美国方案?

道理不复杂。自己只有实验室的底子,百万吨级的大装置谁都没干过,引进一套现成工艺包,看上去最稳妥。

麻烦就出在“看上去”。

2002年,舒歌平博士带人把HTI工艺包吃透、反复试验,越试越心惊。这套工艺搬到神华的项目上,处处对不太齐。更要命的是,它能不能长时间稳稳地转下去,风险大得吓人。

他接连递上几份报告,有拆解工艺包的,有专门谈长期稳定运转问题的,还有一份直接提出要对美国工艺大改。

决策层看完报告,2002年底,神华集团决定取消HTI工艺,改走自主工艺。

改到什么程度?

HTI工艺里光溶剂油就有4种,加氢的、减压蒸馏出来的、残渣里萃取的、高温高压下带着固体的,四套系统缠在一起。神华自己的工艺只留下一种加氢溶剂油,另外三套连同相关设备,全部取消。

这才是“废铁”的真面目。机器本身没毛病,毛病在整套路子。照那张图纸干下去,整个项目都得跟着担风险。

项目已经批了,钱已经动了,这时候推倒重来,等于把身家押在自己那22年的积累上。

押对了没有?得一关一关去闯。

一只阀门,从1008小时熬到3000小时

自己的路,第一道坎是催化剂。

催化剂就是让煤“喝”进氢、变成油的那把钥匙。项目刚转向时工期压得紧,只能先拿天然含铁矿物顶上,好用的钥匙得自己磨。

2003年,舒歌平挂帅国家“863计划”的催化剂课题。难点在纳米级的有效成分一做出来就往一块儿抱团,一抱团就失灵。

团队前后做了12次试验,熬了5000多个小时,硬是把这个“二次聚合”的难题按住了。

磨出来的这把钥匙有多划算?摊到一吨原料煤上,催化剂成本不到20元。用量只有常规铁基催化剂的四分之一到一半,出油率反倒高出4到5个百分点。

花得少,出得多,这才叫真本事。

第二道坎在预热器。煤和油搅成的煤浆要先加热,加着加着就容易结焦堵死。舒歌平在装置试验中把这个毛病也攻了下来,后来大装置能稳稳开车,这一关功劳不小。

最惊心的,是一只高压阀门。

液化反应器里是455℃的高温,19兆帕的压力,差不多190个大气压。在这种地方,阀门能扛多久,是绕不过去的一道坎。

一开始,神华用的是国外的阀门。最耐用的,也只撑了1008小时。

中国科研人员接着啃,阀门硬是跑到了3000小时,寿命近乎翻到人家的三倍。

人家能卖给你的东西,就扛到这儿了。自己攻下来的,能扛得更久。这种硬骨头,不自己啃,永远得看别人脸色。

一关关过去,图纸终于能落地了。2004年6月,自主工艺通过两大行业协会联合鉴定。8月25日,鄂尔多斯开工。

然后就是那个下午。

2008年12月30日下午2点46分,煤投进去了。装置连着转了16个小时,第二天早上7点,全流程打通,合格的柴油和石脑油流了出来。

之后它连续稳定运行了303个小时,才按计划停车。

从1980年算起,整整28年。一次投煤,一次成功。

全球唯一的这张牌,攥在鄂尔多斯

“唯一”两个字,分量得掂清楚。

煤变油有两条路。一条间接液化,先把煤变成气再合成油,南非Sasol早就做成了。另一条直接液化,让煤在高温高压下直接加氢变油,更难。

中国唯一的,是后面这条路上的百万吨级。全世界掌握百万吨级煤直接液化关键技术的国家,只有中国一个。

这套装置一口气拿下三个世界第一。

单条生产线一天能吞下6000吨干煤,是美德日那些百吨级试验装置的30倍以上。出油率最高,运行最稳。

别人在百吨级的门口转了几十年,中国一步就跨了过去。

更解气的是后话。

神华这套工艺,拿到了8个国家的专利授权。当年向中国输出工艺包的美国,如今要给中国工艺发专利证书。

另一条战线上,中国煤基制油技术自主成熟以后,长期向中国卖技术的Sasol,合成油技术退出了中国市场。

可光有面子不够,这张牌凭什么替中国兜底?

看看油从哪儿来。1993年起,中国就成了石油净进口国。到2023年,买油花了3000多亿美元,对外依存度约70%。

油在别人地底下,运输线在别人眼皮底下,价钱跟着别人的局势跳。真到了紧要关头,加油站的价牌、跑运输的饭碗,都得跟着晃。

煤不一样,煤就埋在咱自家地下。能把自家的煤变成油,等于给油箱加了一道锁,钥匙攥在自己手里。

当年也有人不看好。院士公开质疑过它的经济性,周大地的判断是,油价得在每桶70到80美元以上才赚得了钱。

结果装置2011年就开始盈利,当年利润4亿多元,比原先预想的回本时间早了一大截。

质疑声里干出来的东西,比顺风顺水时干出来的更硬气。

这张牌也没停在原地。

2024年10月8日,国家能源集团的哈密项目在新疆开工,总投资约1700亿元,用的是自主研发的煤直接液化二代技术,计划2027年底建成投产,每年产出400万吨煤液化产品。

从当年108万吨的设计产能,到哈密一个基地就是400万吨,底牌越攥越厚。

回头再看那个问题:花巨资只买到一堆废铁?

当年砍掉的,是一套走不通的洋方案。如今在哈密开工的,是中国自己的二代技术。

这张全球唯一的底牌,是中国人自己一口一口啃出来的。

参考资料:

全球首套百万吨级煤直接液化装置创造三个"世界第一.中国广播网.2008-12-30

煤制油技术产业化获突破性进展.中国能源报-人民网.2008-12-30

我国自主研发!这一千亿元项目正式开工.科技日报.2008-12-30

科技创新驱动煤直接液化新质生产力发展.中国石油和化学工业联合会质量工作委员会

创新驱动进行时:煤炭利用挺进航天时代.央视财经《经济半小时》